Пожарная безопасность зданий повышенной этажности

В настоящее время новые технологии строительства и опыт строительных организаций позволяют возводить здания повышенной этажности с современными условиями для комфортного проживания в них людей. Однако на сегодняшний день во многих случаях вопросы обеспечения пожарной безопасности являются не полностью решенными.

В технической литературе отсутствует четкое определение часто используемого понятия «здание повышенной этажности». Определим эту группу зданий, исходя из критериев и требований строительных норм и правил по обеспечению пожарной безопасности зданий и сооружений.

Одним из ограничений типа зданий повышенной этажности является переход от зданий повышенной этажности к высотным. Согласно современным нормативным разработкам, высотными жилыми зданиями считаются здания высотой более 75 м. Это значит, что верхней границей, определяющей здания повышенной этажности, принимается высота здания до 75 м включительно.

Необходимо отметить, что высота здания определяется высотой расположения верхнего этажа, не считая верхнего технического этажа, а высота расположения этажа определяется разностью отметок поверхности проезда для пожарных машин и нижней границы открывающегося проема (окна) в наружной стене [1].

Минимальную высоту, определяющую принадлежность зданий к объектам повышенной этажности, можно определить, исходя из критерия высоты, до которой возможно спасение людей при пожарах в зданиях с помощью специальных средств спасения и механических лестниц.

В настоящее время механические лестницы в гарнизонах пожарной охраны позволяют осуществлять спасение людей, в основном, до высоты 30 м. Именно этот критерий используется в современном противопожарном нормировании в виде показателя «наибольшая допустимая высота здания» при определении допустимой площади этажа или пожарного отсека, а также степени огнестойкости здания [2-4].

Например, в [3] наибольшая высота здания, имеющего степень огнестойкости II, площадь этажа или пожарного отсека не более 2200 м2 и класс конструктивной пожарной опасности здания С1, допускается 28 м. Именно с высоты здания 28 м и более назначаются дополнительные требования в строительных нормах и правилах по обеспечению противопожарной защиты объекта (устройство незадымляемых лестничных клеток, размещение выходов из них и т.д.).

Таким образом, здания повышенной этажности — это здания высотой от 28 до 75 м, что соответствует примерно от 10 до 25 этажей.

Обеспечение противопожарной защиты зданий повышенной этажности имеет свои особенности. При этом важным является определение огнестойкости конструкций и зданий.

Огнестойкость является международной пожарно-технической характеристикой, регламентируемой строительными нормами и правилами, и характеризует способность конструкций и зданий сопротивляться воздействию пожара.

Огнестойкость конструкций и зданий, помимо своей прямой функции обеспечения требуемого сопротивления объекта воздействию пожара, является также базовым элементом всей системы противопожарной защиты зданий и определяющим параметром для выбора остальных элементов защиты [5].

При обновлении системы нормативных документов комплекса «Пожарная безопасность» [2] понятие «огнестойкость» положено в основу пожарно-технической классификации строительных объектов — зданий, конструкций, материалов.

В строительных нормах и правилах огнестойкость используется в качестве основного показателя при проектировании такого элемента защиты, как противопожарные преграды. Для различных видов противопожарных преград — противопожарные стены, перегородки, перекрытия, тамбур-шлюзы, противопожарные двери, ворота, люки, клапаны, занавесы и другие — в качестве регламентируемой характеристики используется значение их «предела огнестойкости».

Степень огнестойкости здания является исходной характеристикой при проектировании эвакуации людей и противодымной защиты, разработке противопожарных разрывов между зданиями, проектировании инженерных систем здания, систем пожарной сигнализации, средств пожаротушения и т.д. [1-11].

Количественной характеристикой огнестойкости конструкций является «предел огнестойкости».

Предел огнестойкости — это промежуток времени (в часах или минутах) от начала огневого испытания конструкции при стандартном температурном режиме до наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний:

1) потеря несущей способности — обрушение или недопустимый прогиб (обозначение в нормах «R»);

2) потеря целостности — образование в конструкциях или стыках сквозных трещин или сквозных отверстий (обозначение в нормах — «Е»);

3) потеря теплоизолирующей способности — повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем больше 160°С или в любой точке этой поверхности до 190°С по сравнению с температурой конструкции до нагрева или до 220°С независимо от температуры конструкции до нагрева (обозначение в нормах «I»).

Обозначения пределов огнестойкости приняты в соответствии с рекомендациями Комитета европейского нормирования.

Многочисленные испытания строительных конструкций на огнестойкость позволили выявить основные причины и характер разрушения при действии огня железобетонных, стальных, деревянных и других конструкций, особенности их прогрева в этих условиях. Обобщение результатов огневых испытаний дало возможность создать каталог справочных данных, с помощью которого можно определять значения фактических пределов огнестойкости основных строительных конструкций [5].

Огнестойкость зданий характеризует способность зданий в целом сопротивляться воздействию огня. В качестве характеристики огнестойкости зданий используется понятие о «степени огнестойкости» здания.

Здания, высотой до 16 этажей подразделяются на пять степеней огнестойкости: I, II, III, IV, V.

Для установления соответствия огнестойкости зданий требованиям пожарной безопасности используется понятие о «фактической степени огнестойкости» здания и «требуемой степени огнестойкости» здания.

Фактическая степень огнестойкости здания определяется пределами огнестойкости его основных конструкций.

Требуемая степень огнестойкости должна отвечать требованиям строительных норм и правил для удовлетворения условий пожарной безопасности объекта.

Показатели требуемой степени огнестойкости для зданий различного назначения приведены в СНиПах для проектирования соответствующих зданий и определяются в зависимости от класса, категории здания по взрывопожарной и пожарной опасности, площади этажа или пожарного отсека, высоты здания или числа этажей, класса конструктивной пожарной опасности здания.

Согласно [11], многофункциональные здания высотой более 16 этажей должны иметь особую степень огнестойкости. В соответствии с этим, к огнестойкости конструкций зданий, относящихся к особой степени огнестойкости, также предъявляются особые требования в сторону их увеличения.

Минимальные пределы огнестойкости конструкций многофункциональных зданий повышенной этажности, имеющих особую степень огнестойкости, должны быть не менее:

• несущие стены — REI180;
• противопожарные стены — REI 180;
• колонны — R 180;
• стены лестничных клеток — REI 180;
• элементы перекрытий (балки, ригели, рамы, фермы) — R 180;
• противопожарные перекрытия — RE/180;
• ограждающие конструкции лифтовых шахт — REI90;
• ограждающие конструкции шахт пожарных лифтов —RE1120;
• ограждающие конструкции коммуникационных шахт — REI60.

Средняя пожарная нагрузка этих зданий не должна превышать 50 кг/м2 (при пересчете на древесину).

В зданиях повышенной этажности должны быть предусмотрены способы ограничения распространения пожара.

В соответствии со СНиП 21-01-97, ограничение распространения пожара достигается мероприятиями, ограничивающими площадь, интенсивность и продолжительность горения.

К такого рода мероприятиям относятся:

• конструктивные и объемно-планировочные решения, препятствующие распространению действия опасных факторов пожара по помещению, между помещениями, между группами помещений различной функциональной пожарной опасности, между этажами и секциями, между пожарными отсеками, а также между зданиями;
• ограничение пожарной опасности строительных материалов, используемых в поверхностных слоях конструкций зданий, в том числе кровель, отделок и облицовок фасадов, помещений и путей эвакуации;
• снижение технологической взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий;
• наличие первичных, в том числе автоматических средств пожаротушения;
• сигнализация и оповещение о пожаре.

К важнейшим конструктивным решениям, препятствующим распространению действия опасных факторов пожара между помещениями, между группами помещений различной функциональной пожарной опасности, между этажами и секциями, между пожарными отсеками, относятся противопожарные преграды.

Противопожарные преграды — это технические решения конструкций, предназначенных для предотвращения распространения пожара и продуктов горения из помещения или пожарного отсека с очагом пожара в другие помещения.

Основные виды противопожарных преград: противопожарные стены; перегородки; перекрытия, клапаны, зоны и т.д. Противопожарные преграды должны соответствовать требованиям строительных норм и правил по показателям их пожарной опасности и огнестойкости.

Пожарная опасность преграды определяется пожарной опасностью ее ограждающей части с узлами креплений и конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды. Как правило, противопожарные преграды должны относиться к классу пожарной опасности строительных конструкций — «КО» (непожароопасные).

Противопожарные стены — вертикальные преграды, разделяющие здание по всей высоте на пожарные отсеки, обеспечивающие нераспространение пожара в смежный пожарный отсек, в том числе и в случае обрушения конструкции здания со стороны очага пожара.

Противопожарные разрывы между зданиями являются важным элементом системы противопожарной защиты и назначаются для ограничения распространения пожара от одного здания к другому, а также обеспечения, в случае необходимости, эффективного тушения пожара и спасения людей и материальных ценностей.

Количественной характеристикой противопожарных разрывов в соответствии со строительными нормами и правилами является расстояние в свету между наружными стенами или другими конструкциями. При наличии выступающих более чем на 1 м конструкций зданий или сооружений, выполненных из горючих материалов, за противопожарный разрыв принимается расстояние между этими конструкциями.

Как правило, минимально допустимые по нормам величины противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями установлены в зависимости от степени огнестойкости противостоящих объектов [9].

При проектировании проездов и пешеходных путей необходимо обеспечивать возможность проезда пожарных машин к жилым и общественным зданиям, в том числе со встроенными и пристроенными помещениями, и доступ пожарных с автолестниц или автоподъемников в любую квартиру или помещение.

Расстояние от края проезда до стены здания, как правило, следует принимать 5-8 м для зданий до 9 этажей и 8-10 м для зданий 9 этажей и выше. В этой зоне не допускается размещать ограждения, воздушные линии электропередачи и осуществлять рядовую посадку деревьев.

В современных строительных нормах и правилах необходимость обеспечения безопасности людей при пожаре относится к приоритетным требованиям по сравнению с другими противопожарными требованиями норм.

При проектировании зданий необходимо обеспечить:

• своевременную и беспрепятственную эвакуацию людей;
• спасение людей, которые могут подвергнуться воздействию опасных факторов пожара;
• защиту людей на путях эвакуации от воздействия опасных факторов пожара.

Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара.

В соответствии с [2] эвакуацией также следует считать несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом.

Эвакуация осуществляется по путям эвакуации, через эвакуационные выходы.

При определении параметров путей эвакуации расчетное количество людей в здании или помещении необходимо увеличивать по сравнению с проектной вместимостью в 1,25 раза [11].

При размещении на путях эвакуации запираемых по условиям эксплуатации дверей в них должны быть предусмотрены запоры типа «антипаника», позволяющие отпирать запертую дверь без ключа только с одной стороны.

Количество и общая ширина эвакуационных выходов из помещений, с этажей и из зданий определяются в зависимости от максимально возможного числа эвакуирующихся через них людей и предельно допустимого расстояния от наиболее удаленного места возможного пребывания людей до ближайшего эвакуационного выхода.

В многофункциональных зданиях высотой более 16 этажей выходы из лифтов на этажах (кроме выхода в вестибюль на первом этаже) следует предусматривать через лифтовые холлы, которые отделяются от примыкающих коридоров и помещений противопожарными перегородками с самозакрывающимися дверями, а выходы из пожарных лифтов — через тамбуры. В этих же зданиях расстояние от дверей наиболее удаленного помещения до двери ближайшего пожарного лифта не должно превышать 60 м, а выход из пожарного лифта на первом этаже должен быть расположен в вестибюле, имеющем выход непосредственно на улицу.

В отличие от эвакуации спасение людей при пожаре представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение осуществляется самостоятельно, с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, с использованием спасательных средств, через эвакуационные или аварийные выходы.

В качестве аварийных выходов могут использоваться выходы, не отвечающие требованиям, предъявляемым к эвакуационным. К аварийным выходам могут относиться:

• выход на открытый балкон или лоджию с глухим простенком не менее 1,2 м от торца балкона (лоджии) до оконного проема (остекленной двери) или не менее 1,6 м между остекленными проемами, выходящими на балкон (лоджию);
• выход на открытый переход шириной не менее 0,6 м, ведущий в смежную секцию здания класса Ф.1.3 или в смежный пожарный отсек через пожарную зону;
• выход на балкон или лоджию, оборудованные наружной лестницей, поэтажно соединяющей балконы или лоджии;
• выход на кровлю здания I, II, III степеней огнестойкости, классов С0 и С1 через окно, дверь или люк.

В современном строительстве для спасения людей при пожарах разработано и используется большое количество разнообразных индивидуальных и коллективных спасательных устройств.

Индивидуальное спасательное устройство — средство для защиты органов дыхания от продуктов горения; для самостоятельного спуска с балкона (окон) и др.

Коллективное спасательное устройство — средство спасения при пожаре, которым одновременно может воспользоваться группа людей. В качестве коллективного спасательного устройства может быть использовано так называемое «коллективное укрытие» — помещение или место, где исключается воздействие опасных факторов пожара на людей в течение времени, необходимого для их спасения.

При оснащении фасадов зданий подъемными устройствами для ремонта и очистки фасадов указанные устройства должны рассчитываться на использование пожарными подразделениями, в том числе для спасения людей.

Защита людей на путях эвакуации обеспечивается комплексом объемно-планировочных, конструктивных, инженерно-технических и организационных мероприятий, а именно ограничение пожарной опасности строительных материалов поверхностных слоев конструкций (отделок и облицовок) в помещениях и на путях эвакуации; системы оповещения людей о пожаре; противодымная защита здания.

Горение при пожаре является неполным и приводит к образованию дыма. Слой дыма, накаливающийся под потолком помещения с очагом пожара, по мере его накопления начинает опускаться, достигает проемов, каналов, щелей, неплотностей конструкций и выходит в смежные помещения. Смежные с очагом пожара помещения и пути эвакуации становятся опасными для пребывания и эвакуации людей.

При пожаре дым может очень быстро распространяться по зданию под действием перепадов давлений, возникающих за счет разности температур, ветровых воздействий на ограждающие конструкции зданий, а также работы системы вентиляции. Особенно опасны с этой точки зрения здания повышенной этажности (10 этажей и выше). При пожаре лестничные клетки таких зданий очень быстро задымляются на всю высоту, а механические лестницы в гарнизонах пожарной охраны позволяют осуществлять спасение людей, в основном, до высоты 30 м.

Поэтому в соответствии с требованиями [2-4,9-12] предусматриваются особые меры противодымной защиты зданий повышенной этажности.

Противодымная защита зданий повышенной этажности устраивается для обеспечения эвакуации людей из помещений наружу, в пожаробезопасные зоны, а также для содействия успешному тушению пожара.

Противодымная защита зданий повышенной этажности в общем случае включает:

• систему дымоудаления из коридоров и холлов;
• устройство незадымляемых лестничных клеток;
• систему подпора воздуха в шахтах лифтов.
• Систему дымоудаления при пожаре следует предусматривать:
• из коридоров или холлов (на путях эвакуации) всех этажей надземной части зданий, высотой более 16 этажей;
• из помещений подземных гаражей автостоянок и др.

Система дымоудаления из коридоров состоит из шахты дымоудаления, устраиваемой на всю высоту здания, оборудованной вытяжным вентилятором и клапанами дымоудаления на каждом этаже.

При возникновении пожара на одном из этажей здания по сигналу пожарного извещателя открывается клапан дымоудаления на этаже очага пожара, включается вентилятор дымоудаления, вентиляторы создания подпора воздуха в незадымляемой лестничной клетке Н2 и в шахтах лифтов.

Незадымляемые лестничные клетки, в соответствии с [2], подразделяются на три типа:

Н1 —устройство входов на лестничную клетку с каждого этажа через открытую воздушную зону (лоджию, галерею, балкон и т.п.);

Н2 — создание при пожаре подпора воздуха в лестничной клетке;

НЗ — создание при пожаре подпора воздуха в тамбур-шлюзах перед лестничной клеткой.

Устройство незадымляемых лестничных клеток Н2 предусматривает разделение лестничной клетки на противопожарные отсеки, в которые во время пожара подается наружный воздух для создания в этих отсеках избыточного давления воздуха с помощью приточного вентилятора.

Предусматривается и дистанционное включение элементов противодымной защиты с помощью кнопок, установленных на каждом этаже в шкафах пожарных кранов.

Рассмотренные вопросы являются актуальными не только для проектировщиков высотных жилых зданий, они важны и для строителей, непосредственно участвующих в возведении зданий.

Источник: http://www.stroinauka.ru/d26dr6034m1.html